Po powrocie do Asgardu w poszukiwaniu tajemniczego wroga polującego na Kamienie Nieskończoności Thor odkrywa, że ​​działania jego brata Lokiego, który zdobył tron ​​Asgardu, doprowadziły do ​​zbliżania się najstraszniejszego wydarzenia - Ragnaroka. Według legendy będzie to ostatnia bitwa, w której na szali postawione będzie istnienie mitycznego Asgardu. Aby nie dopuścić do tych wydarzeń, Thor będzie musiał skorzystać z pomocy swojego dawnego towarzysza z Avengers - Hulka. Razem przyjdzie im zmierzyć się z zagrażającym wszystkich dziewięciu światom wrogiem, którego celem jest dopełnienie proroctwa Ragnaroka i doprowadzenie do ich zniszczenia.

Thor (Chris Hemsworth) został pozbawiony swojego mjølnera i uwięziony po drugiej stronie wszechświata. Nie ma zbyt wiele czasu, gdyż musi powrócić do Asgardu, aby go ocalić przed potężną Helą (Cate Blanchett). Zanim tego dokona, musi przetrwać w turnieju gladiatorów i stawić czoła swojemu przyjacielowi Hulkowi (Mark Ruffalo).

Minęło trochę czasu od wydarzeń przedstawionych w filmie "Thor: Mroczny świat". Thor (Chris Hemsworth) jest uwięziony przez wrogów jego rodzinnego Asgardu w odległej części wszechświata. Pewnego dnia gromowładny zostaje zmuszony do udziału w pojedynkach gladiatorów. Niespodziewanie okazuje się, że ma stanąć do walki z dawnym sojusznikiem, Hulkiem (Mark Ruffalo). Superbohaterowie zwierają szyki nie tylko po to, żeby odzyskać wolność. Muszą też pokonać potężną Helę (Cate Blanchett) - boginię śmierci, która zawładnęła Asgardem. Jeśli się im to nie uda, świat czeka Ragnarok - mityczny zmierzch bogów, którego nie przetrwa żaden gatunek.

Los nie sprzyja Thorowi (Chris Hemsworth). Bohater nie dość, że został pozbawiony swojego młota, to jeszcze uwięziono go po drugiej stronie wszechświata. Co gorsza – nie ma czasu do stracenia. Musi powrócić do Asgardu, aby ocalić świat przed marzącą o zagładzie cywilizacji, potężną i złowrogą Helą (Cate Blanchett). Wcześniej jednak zostaje zmuszony do wzięcia udziału w turnieju gladiatorów, gdzie przyjdzie mu stoczyć pojedynek na śmierć i życie ze swoim przyjacielem Hulkiem (Mark Ruffalo).

Thor (Chris Hemsworth) i Loki (Tom Hiddleston) wyruszają na poszukiwania zaginionego Odyna (Anthony Hopkins). Po uzyskaniu pomocy od dra Strange'a (Benedict Cumberbatch), znajdują ojca w Norwegii. Stary bóg jest umierający. Wyjawia synom, że wraz z jego ostatnim tchnieniem zostanie uwolniona Hela (Cate Blanchett), ich siostra i bogini śmierci, która przyniesie zagładę Asgardowi. Gdy ten kona, pojawia się potężna oponentka. Dochodzi do walki pomiędzy rodzeństwem o przyszłość całego świata.